数控机床及刀具系统

2024-07-06

数控机床及刀具系统(共8篇)

数控机床及刀具系统 篇1

引言

随着信息网络技术在制造行业中应用范围的不断拓展, 当前制造行业正逐步走向网络化、信息化。随着数控车床在制造过程中的广泛应用, 实现对数控设备的合理管理及维护, 提高设备的应用效率。其中, 以现代通信技术及网络技术为代表的技术将数控设备与管理系统集成起来, 提高制造加工企业对上层设备以及生产资源的管理、调配。

一、数控机床任务调度网络管理系统

为了提高对整个车间数控机床生产任务的合理分配, 任务调度系统管理人员应该根据机床的具体负荷、基于负荷平衡原则, 将生产任务合理的分配到各个机床上, 并将数控加工数据上传至各个机床中。由于部分机床在加工过程中存在着相关的约束因素, 诸如刀具加工限制因素等, 所以需要在这些生产因素作用下, 对数控机床的加工任务进行合理调度。

在调度系统的设计过程中, 可以根据不同的算法 (例如遗传算法、模拟退火算法等) 计算统计得到不同的调度方法, 建设形成对应的调度系统。所选用的算法应该尽量保证其具有更加广泛的全局搜索能力, 确保整个加工过程的各个环节都能够合理的接驳。

在利用算法进行结果求解时, 应该准备相关生产数据位调度工作做好前期准备, 包括加工机床、使用刀具、被加工零件编号、采用的加工工艺、交货日期等。这些数据可以采用“人工输入”与“网络上传”两种方法相结合的方式进行。

在利用算法的过程中, 应该对影响加工的若干约束条件进行分析。例如, 刀具数量条件, 由于受到加工成本等方面因素的限制, 加工过程中可能会因为数量不足而造成刀具分配紧张的问题。因此, 在加工过程中要考虑不同因素对加工任务的影响程度, 保证系统能够根据加工情况自动将影响程度较小的相关因素予以剔除, 保证整个加工流程得以顺利进行。同时, 还可以根据刀具的实际情况, 在对刀具优先等级进行设定的基础上, 选择不同优先等级的刀具对不同优先等级的零件进行加工, 合理解决加工过程中的刀具分配问题, 从而更好的解决机床任务调度的问题。

二、数控机床刀具网络化管理系统

(一) 当前存在的组要问题

在数控机床任务调度管理系统实施过程中, 相关的管理程序涉及到数控机床刀具的管理和排序。作为一个相对完整的流程, 刀具管理工作应该能够在相对完善的知识库、数据库以及信息协调机制的支持下实现对诸多业务的协同, 保证机床的生产效率最高。但是, 部分企业在实际的生产过程中依然存在一些问题, 主要包括:

1、刀具网络化管理的实施缺乏数据积累, 数据库建立困难

刀具技术方案阶段是整个工作的源头, 而且对数控刀具业务的影响程度也最大, 而且在整个阶段也最为薄弱, 存在着诸多的影响因素:其一, 当前主要应用的刀具技术方案、使用技术等依然停留在技术文件中, 没有及时的整理成可入库的数据;其二, 艺人采用翻阅纸质刀具样本、经验交流、现场搜寻的方式进行刀具选择工作, 难以保证工作的合理性;其三, 主要看重对相关刀具的日常管理及维护, 不能对刀具相关参数进行结构化描述, 使得刀具的具体加工应用不能得以实施。

2、任务环节之间缺少协同、效率较低

各个子任务环节间缺少相关的业务协同管理, 尤其是刀具各项业务之间缺少与其他业务环节的逻辑关联, 使得整个生产过程中的刀具管理工作处于一个松散的管理模式中, 企业的生产成本难以得到控制、成本优化方式难以实施、生产效率低下。例如, 在生产准备过程中, 因为刀具计划、业务存储、数据准备、生产计划、任务安排等环节的脱节, 导致刀具库存长期居高不下刀具准备周期过长。

二、数控刀具管理信息化处理系统

(一) 不同信息系统中的刀具

深度应用信息技术, 加强对数控刀具的管理是刀具管理工作的一个重要手段。随着企业信息化程度的不断深入, CAD、CAM、CAPP、MRP、ERP鞥在制造行业中的应用范围不断得到拓展。上述各个系统都从多个角度涉及到了刀具管理问题, 而且也达到了对应的刀具管理目的。但是, 正是由于上文中提到的各个加工环节之间由于管理信息割裂, 导致刀具信息管理系统之间存在着“信息孤岛”, 充分发挥信息技术在刀具管理工作中的作用。

(二) 数控刀具管理信息化平台系统结构

构建的数控机床刀具管理信息化系统结构如图1所示。通过企业内部、外部的刀具资源数据库以及刀具应用技术, 形成了刀具管理信息化系统的数据来源。该系统还在用户的应用层面构建起了刀具搜索模块、刀具台账模块、刀具数据维护、业务管理模块;而在业务逻辑层面则实现了刀具计划、刀具备用、刀具存储、刀具应用等功能。另外, 该系统还可以很好的与CAPP、CAM等自动生成系统集成, 实现数控刀具生成计划方案的业务协同;最后, 该系统还实现了与MRP、ERP系统的集成, 实现了数控刀具准备阶段的业务协同;另外, 还能够和生产制造现场的数控系统集成, 实现刀具应用的业务协同。

(三) 系统性能

数控刀具分配与管理信息化系统需要达到的性能要求为:

1、具有与制造生产线统一的数据架构, 满足不同类型刀具在加工参数、数据管理表达以及存储等方面的要求。

2、拥有灵活的数控刀具分类、刀具属性定义管理模块, 可以适应多样化的管理、查询需求。

3、具有足够的开放性, 能够与系统外部共享刀具数据库、知识库, 甚至将之纳入到管理系统当中统一管理。

4、具有数据累积、更新的能力, 可以及时的进行数据更新。

5、能够快速、方便的进行刀具搜索。

参考文献

[1]孙栋, 李郝林.数控机床任务调度与刀具分配网络化管理系统[J].精密制造与自动化, 2009 (4) :40-41.

[2]刘娇月, 邰鑫, 王光民.数控实训安全化管理的实践[J].机械职业教育2010 (11) :81-83

数控机床及刀具系统 篇2

1.目的:

为规范CNC中心的刀具的管理和使用,控制刀具耗用成本,提高刀具使用效率,特制定本规定。2.范围: CNC加工所有耗用刀具 包括可换式刀具的刀片、钻头、铣刀、丝攻、成型刀具、自磨刀具等。

3.权责

3.1刀具仓库管理员负责各种刀具的登记、保管和收发,对每班刀具的使用情况及时录入并及时向采购部门对安全库存刀具提出请购。

3.2.技术主管负责《刀具领用申请单》的签核,并对以旧换新的旧刀具的使用情况进行判定。

3.3 刀具主管负责建立CNC中心刀具台账,并与仓库管理员的刀具登记对应一致 3.4刀具使用者负责保管所领用的刀具。

4.刀具的领用 4.1.领用申请: 4.1.1正常领用:因换料号或刀具达到使用时间而正常报废时需领用新的刀具,刀具使用者向技术主管提报《刀具领用申请单》,并经其确认后在该单填写领用原因、用途和使用机床。

4.1.2异常领用:因原有刀具丢失、提前损坏等异常原因而需领用新的刀具时,由刀具使用者向技术主管提出书面申请、说明原因,技术主管确认并按相关规定作出处理后,刀具使用者再填写《刀具领用申请单》,并须在该填写领用原因、用途和使用机床。

4.2领用登记:

4.2.1领用刀具时,领用人必须提供相应的《刀具领用申请单》且有技术主管的批准,以旧换新,否则刀具库管理员一律不予发放。4.2.2刀具库管理员负责按《刀具领用申请单》上的申领刀具进行发放,并作好登记。如发现有疑问之处,应停止发放,并立即提报技术主管处理。

4.2.3 《刀具领用申请单》一式两份,一份交仓库,一份交刀具主管建立台账存档 5 刀具的现场管理

5.1刀具领用人负责现场自领刀具的使用和维护

5.2领用后需保持刀具包装完整,以旧换新时需连同包装一同归还刀具库

5.3不用的刀具保护刃口放入刀具包装盒,整齐放臵在刀具箱内,班组长与刀具主管对其监督.5.4 刀具主管每月张贴公布刀具领用人员的借刀用刀情况

6.刀具的回收

6.1 范围:CNC中心所有无法继续使用刀具(能再利用的和不能再利用的).6.2刀具领用人以旧换新刀具时,须得提供旧刀具,且由技术主管判定不能再用,刀具仓库管理员回收旧刀具.由仓库管理员分类放臵,并作好标识和登记.7.自制刀具 7.1需求:技术员依据生产需求提出刀具需求(包括刀具图纸、数量、需求日期),交由技术主管审核批准后交刀具库管理员,由刀具库管理员登记后交磨刀技师刃磨或外协 7.2 检验:磨刀技师或外协磨好刀具后交检验员,检验员按图纸和检验规范进行检验并作好记录(检验记录一式两份,一份检验存档,一份交磨刀技师).7.3入库.检验合格的刀具由磨刀技师凭自制刀具需求单和检验记录交刀具管理员入库,刀具管理员须对入库的刀具与自制刀具需求单和检验记录进行核对, 并及时将其分类登记入帐后将其放于仓库中指定的位臵.刀具的在库管理

8.1 刀具管理以服务生产现场为宗旨,做到生产进行中刀具仓库管理员必须在岗.8.2 刀具库管理员负责仓库内所有刀具的收发、放臵、登记,负责执行仓库管理规定。

8.3刀具的分类、放臵和标识。

数控机床及刀具系统 篇3

目前高档数控系统中都具有刀具寿命管理功能,此功能可有效的提高数控机床设备的自动化水平,同时可以提升产品加工质量过程控制。机床设备制造商和多数机床用户往往忽略此功能,或应少数用户的需求才增加此功能的使用。总而言之,充分使用好此功能在实际产品加工中非常有意义。本文将结合公司研发的斜床身式数控车床SL50的刀具寿命管理功能调试,重点阐述此功能使用的方法及关键问题的分析。

1 刀具寿命管理功能介绍

将用户刀具群分类为几个组,在每个组中事先指定刀具的寿命(使用次数或者使用时间)。并且,在每次使用属于各组的刀具时计数其寿命,当寿命快到尽头时,在相同组内自动选择被事先按照一定顺序排列的新刀具。由此,便可以一边管理刀具的寿命,一边继续进行加工。管理刀具寿命的数据,由刀具组号、刀具寿命值、刀具号和刀具补偿量指定代码组成,将这些数据登录在CNC中[1,2],用户可以通过一个友好和可视的监控画面了解刀具整个使用过程。

2 刀具寿命管理功能的实现

2.1 刀具寿命管理的参数设置

#8132.0=1使用刀具管理功能

#6813=0刀具寿命数据表总容量0=128

#6800.2=1刀具寿命计数类型按时间予以指定(0为按次数计数)

#6800.4=1本参数被设定为“1”时,即使是在清除刀具寿命管理一览画面中的执行数据的“擦除操作”的情况下,也清除已被登录所有组的执行数据。

#6810=1000刀具寿命管理忽略号(刀具调用号超过该值时,扣除该值的为刀具组号)

#6811=71M71刀具寿命计数再启动

#3032=8T代码的最大位数

2.2 刀具寿命管理数据登录、改变和删除刀具寿命管理数据

FANUC系统提供标准的指令格式进行刀具寿命管理数据的登录,按照表1的指令格式执行完指令后,系统将刀具寿命管理数据登录在CNC中,用户可以在OFFSET SETTING中的TL寿命菜单中看到刀具寿命数据。

当一组中的所有刀具寿命均到时,需要更换刀具。更换完成后在程序画面运行G10L3P1;P_L_;T_;G11;M02;则该组的数据被更新。如果更新所有刀具组的数据,在程序画面运行M71;则所有刀具组的数据被更新。值得注意的一点,如果在程序换刀画面直接运行T0x0x直接换刀。刀具使用的情况将不计入刀具寿命管理数据。

2.3 刀具寿命管理PLC

为了实现数控系统刀具寿命管理功能,还应在机床的PLC梯图中增加对于刀具寿命管理的PLC如图1所示,当刀具寿命达到你设定的寿命值时,机床会出现报警。当出现报警A7.1:TOOL LIFE RUN OUT,即表示刀具寿命已到,需更换同组刀具(报警在下一次换刀时自动清除)。当出现报警A7.0:TOOL LIFE MANAGEMENT END,即表示一个组的刀具寿命已到,需更换当前组刀具,同时在主轴停止时,机床坐标轴停止运动并锁住。梯图中R230.0为选刀指令,R808.7为M71,R507.7为M71结束指令。

2.4 刀具寿命管理调试中关键问题分析

用户在使用数控车床刀具寿命管理时,指定刀具组指令(Txx99代码)时,将选择刀具组内寿命未到尽头的刀具。寿命计数类型为时间的情况下,一旦组内的最后一把刀具寿命到了尽头就立即输出换刀信号TLCH F64.0。在指定次数的情况下,在组内的最后一把刀具寿命已到尽头之后,通过M02或者M30等的指令复位CNC时,或者在指令刀具寿命计数再开M代码的时刻输出换刀信号。图1中刀具寿命管理PLC以时间指定情况下进行编写,在寿命计数为次数指定时,将不出现报警A7.1,因系统不出现逐把刀具更换信号TLCHI F64.2。

3 结束语

随着高档数控系统在数控车床中广泛使用。机床产品设计、调试人员应尽可能的挖掘系统的强大功能,满足不同机床使用者的需要。调试人员通过掌握刀具寿命管理功能的一般使用原理,即可在其他高档数控系统中使用刀具寿命管理功能,全面提升机床设备的自动化水平。

参考文献

[1]Fanuc0i Mate-TD系统操作说明书[Z].北京发那科,2008.

数控车床刀具及切削用量的选择 篇4

机械加工中常用的刀具材料主要有高速钢、硬质合金、立方氮化硼 (CBN) 、金刚石、陶瓷等。由于切削温度高, 尽管积屑瘤发生中速切削速度区, 但高温可以使切屑与前刀面的接触部位处于液态, 减小了摩擦力, 抑制了积屑瘤的生成, 所以刀具材料的选择应要求耐磨损、抗冲击, 刀具涂层后硬度可达80HRC, 具有高的抗氧化性能和抗粘结性能, 因而有较高的耐磨性和抗月牙洼磨损能力。硬质合金涂层具有较低的摩擦系数, 可降低切削时的切削力及切削温度, 可以大大提高刀具耐用度 (涂层硬质合金刀片的耐用度至少可提高1倍) 等优点, 但由于涂层刀片的锋利性、韧性、抗剥落和抗崩刃性能均不及未涂层刀片, 故不适用高硬度材料和重载切削的粗加工。陶瓷类刀具硬度高, 但抗弯强度低, 冲击韧性差, 不适用于余量不均的重型切削。硬质合金分为钨钴类 (YG) 、钨钛钴类 (YT) 和钨钛钽 (铌) 钴类 (YW) 。加工钢料时, 由于金属塑性变形大, 摩擦剧烈, 切削温度高, YG类硬质合金虽然强度和韧性较好, 但高温硬度和高温韧性较差, 因此在重型切削中很少应用。与之相比, 钨钛钴类 (YT) 类硬质合金刀具适于加工钢料, 由于钨钛钴类 (YT) 合金具有较高的硬度和耐磨性, 尤其是具有高的耐热性, 抗粘结扩散能力和抗氧化能力也很好, 在加工钢料时刀具磨损较小, 刀具耐用度较高, 因此钨钛钴类 (YT) 类硬质合金是重型加工时较常用的刀具材料。然而在低速切削钢料时, 由于切削过程不太平稳, 钨钛钴类 (YT) 类合金的韧性较差, 容易产生崩刃, 而且在加工一些高强度合金材料时, 它的耐用度下降很快, 无法满足使用要求。如电站用机械产品工作于高温、高压、高转速的环境中, 对材料 (如26Cr2Ni4MoV、Mn18Cr18) 机械性能的要求非常高;而一些高硬度轧辊, 表面硬度在淬火后可达HRS90, (YG) 类刀具在加工此类产品时就无法胜任, 在这种情况下应选用YW类刀具或细晶粒、超细晶粒合金刀具等。细晶粒合金的耐磨性好, 更适用于加工冷硬铸铁类产品, 效率较YW类刀具可提高一倍以上。而且在加工一些高强度合金材料时, 它的耐用度下降很快, 无法满足使用要求。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比, 有许多不同的要求, 主要有以下特点:

1.1 刚性好 (尤其是粗加工刀具) , 精度高, 抗振及热变形小;

1.2互换性好, 便于快速换刀;1.3寿命高, 切削性能稳定、可靠;1.4刀具的尺寸便于调整, 以减少换刀调整时间;1.5刀具应能可靠地断屑或卷屑, 以利于切屑的排除;1.6系列化, 标准化, 以利于编程和刀具管理。

在实际加工中发现涂层刀具比较适合切削的精加工, 刀具的涂层减小了切屑与刀面间的摩擦, 减少了积屑瘤的发生, 降低了刀具的磨损, 延长了刀具的寿命。

精加工阶段同样要求刀具耐磨损, 但是精加工阶段的磨损形式是以粘蚀磨损为主, 这时的切削速度虽然有了很大提高, 但由于工件材质等原因, 仍然会产生积屑瘤, 当积屑瘤增长到一定高度时会从刀具上剥离, 将接触部位的刀具材料带走一部分, 形成刀具的磨损, 同时, 剥离的积屑瘤会扎进工件表面, 形成硬点, 降低加工表面质量。因此, 如果精加工时仍然采用普通硬质合金刀具, 则刀具磨损非常快, 换刀次数增多, 不仅影响加工效率, 也易在工件表面形成接刀痕迹, 影响外观质量。解决这个问题的办法就是改变刀具材料。在实际加工中发现涂层刀具比较适合高速切削的精加工, 刀具的涂层减小了切屑与刀面间的摩擦, 减少了积屑瘤的发生, 降低了刀具的磨损, 延长了刀具的寿命。

2 刀具角度的选择

外圆的粗、半精车刚度高的工件时, 由于粗加工或半精加工主要是切除多余金属层, 为了减少走刀次数, 减少切削时间, 提高生产效率, 切削力较大, 故应选择稳固的刀片夹紧方式, 为了增加刀尖强度, 承受较大的切削力, 刀尖角尽可能选择大一些。由于减小主偏角会导致径向分力Fy增大, 当工艺系统的刚度较强时, 可适当减小刀具主偏角。在一般加工条件下, 用硬质合金车刀车碳钢和合金钢, 在进给量和切削深度相同的条件下, 减小主偏角能使切削厚度减小, 切削宽度增大, 使参与切削的切削刃长度变长, 减少单位长度切削刃的负荷, 刀具强度高, 散热条件好, 从而提高刀具的使用寿命。

3 刀具结构的选择

根据粗加工加工余量大、切削余量大的特点, 用于粗加工的刀具应该具有很好的强度和刚性。一般来讲, 整体刀具的刚性较好, 但重型刀具的结构笨重, 装卸比较困难, 所以发展方向应该是机夹刀具。机夹刀具的刀片夹持结构及加工精度对于刀具的选择很重要, 实际加工中发现, 常用的机夹刀的夹紧形式可分为上压式、杠杆式和偏心销、楔块式等。对机夹刀具的制造精度要求也很高, 因为即使微小的误差, 也会使定位机构变成承力机构, 由于切削的加工过程中切削力巨大, 就会造成刀具的损坏。可采取的应对措施包括:减小切削速度以降低切削刃温度;减小进给率以减小刀片承受的应力;选用涂层刀具牌号以加强对前刀面的保护;改进刀具几何形状以减小直接作用于前刀面上的切削力。

粗车时, 要选强度高、耐用度好的刀具, 以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。精车时, 要选精度高、耐用度好的刀具, 以保证加工精度的要求。为减少换刀时间和方便对刀, 应尽量采用机夹刀和机夹刀片。

4 切削用量的选择

对于高效率的金属切削加工来说, 被加工材料、切削工具、切削用量是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。

切削用量的三要素:切削速度、进给量和背吃刀量直接引起刀具的损伤。

切削速度;Vc=πDn/1000;

背吃刀量;ap= (D-d) /2;

数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、切削速度vc和进给量f。

选择切削用量时, 应该在切削系统强度、刚性允许的条件下充分利用机床功率, 最大地发挥刀具的切削性能。所选取的数值要在机床给定的切削参数允许范围内, 同时要使主轴转速、背吃刀量和进给量三者都能相互适应, 形成最佳的切削效果。具体的原则是:粗车时, 在考虑加工经济性的前提下以提高生产率为主, 半精车和精车时, 在保证工件加工精度和表面粗糙度的前提下兼顾提高加工效率。

4.1 背吃刀量的确定。

根据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统刚度来确定背吃刀量ap。在工艺系统刚度允许的情况下, 应以最少的进给次数切除加工余量, 以提高加工效率。当零件的加工精度要求较高时, 需要保留0.2~0.5mm的单边精车余量。

4.2 主轴转速的确定。

依据机床的性能、被加工零件的材料和刀具允许的切削速度, 查阅相关的数控加工切削用量资料, 选取切削速度。在确定了切削速度vc (m/min) 之后, 根据工件直径D用下面的公式便可计算出主轴转速n (r/mim) 。

式中, D是工件直径, 单位为mm。

4.3 进给量 (进给速度) 的确定。

在确定进给量时, 要考虑被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求、刀具及工件的材料等因素, 在保证加工表面质量要求的前提下, 可选择较大的进给量以提高加工效率。

粗加工时, 一般切削用量选择较大, 车削时首先应该考虑选择较大的背吃刀量, 以减少走刀的次数;其次, 选择较大的进给量, 最后才是选择较高的切削速度, 伴随着切削速度的提高, 刀尖温度会上升, 会产生机械的、化学的、热的磨损, 刀具磨损不仅影响加工质量, 也会增加车床的负荷。切削速度提高20%, 刀具寿命会减少1/2。

精加工时, 如果机床及刀具性能允许, 应尽可能提高切削速度, 相应的可以采用较小的进给量, 以利于表面质量的提高 (一般可取0.1~0.2mm/r) 。如果刀片有修光刃, 则可根据修光刃的宽度, 适当加大进给量。当采用精车外圆表面时, 进给量可以达到每转0.1毫米, 精加工时, 加工余量较小, 从而切削深度也较小, 对于形状精度较高的表面, 应分多次去除余量, 这样可以有效消除残留的形状误差, 这一点对于易变形的工件尤其重要。

5 结论

综上所述, 数控车削同普通车削相比, 数控车削加工与普通车床切削加工大致相同。目前, 数控车削的很多工艺及刀具资料都是以普通机械加工为依据, 并不完全适用于数控机械加工, 因此需要进一步专门深入研究。

摘要:数控车削加工技术已广泛应用于机械制造行业, 如何高效、合理、按质按量完成工件的加工, 是每个从事该行业的工程技术人员所关心的问题。数控车削加工与普通车床切削加工大致相同, 但刀具的选择、刀具的安装、切削用量的选择以及工件的装夹等工艺问题也有各自的特点。对数控车床切削加工工艺作如下论述。

关键词:刀具,切削用量,效率

参考文献

[1]机械设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2004, 6.

[2]周济, 周艳红.数控加工技术[M].北京:国防工业出版社, 2003, 9.

数控机床及刀具系统 篇5

数控铣床具有高效率、高精度、高柔性的性能,是现代机械加工的先进工艺装备,在数控加工中占据了重要地位,加工中心和柔性制造单元也是在数控铣床和数控镗床的基础上发展而来的。随着我国机械加工的飞速发展,数控机床的使用日益增多,为了保证数控机床能正常运行,只有配置了与数控机床性能相适应的刀具和切削用量,才能使其性能得到充分的发挥[1]。尤其是CAD/CAM的发展,使得加工刀具和切削用量发展成为了编程人员在人机交互状态下进行选择的模式,最后通过编程软件自动生成加工代码,这就要求编程人员必须懂得刀具选择和切削用量确定的方法和原则。

1 数控铣削刀具的选择

数控铣床和加工中心需要加工能力和通用性更强的铣刀,在过去的几年中,对更先进的铣削刀具的开发就是源于这种需求。过去,特别是面对大批量的生产时,专用刀具往往是唯一有效的解决方案。而如今,需要的则是更为灵活的生产方式,新的铣刀概念提供了具备更广泛加工能力的刀具。现代刀具的设计及制造,能够实现更为复杂的刀具概念,利用CNC机床提高产出,加工过程也变得更加可靠了。

数控铣削加工的刀具按铣刀形状可分为:平刀、球刀、牛鼻刀、异形刀等;按铣刀用途可分为:立铣刀、端铣刀、键槽铣刀等;按铣刀材料可分为:高速钢铣刀、硬质合金铣刀、金刚石铣刀、立方氮化硼铣刀、陶瓷铣刀等。编程人员应该根据数控铣床的加工能力、工件的材料性能、几何形状、表面品质要求、热处理状态、加工工序、切削用量、加工余量等,选择刚性好,耐用度高的刀具。选择刀具的一般原则是:尽量采用硬质合金或高性能材料制成的刀具;尽量采用机夹或可转位式刀具;尽量采用高效刀具。其中被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。

1) 加工曲面类零件时,为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切,避免刀刃与工件轮廓发生干涉,一般采用球头刀,粗加工用两刃铣刀,半精加工和精加工用四刃铣刀,如图1所示。

2) 铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀,如图2所示。

3) 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀,如图3所示。

4) 铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀,如图4所示。

5) 孔加工时,可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具,如图5所示。

2 数控铣削加工切削用量的确定

切削用量由切削速度、进给量和背吃刀量三要素组成。在切削加工中,切削用量将直接影响加工工件的品质、刀具的磨损限度、机床的功率、生产率、加工成本等。因此切削用量的选择显得特别重要。

合理选择切削用量的原则是:粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工品质的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定[1]。

a) 背吃刀量ap的选择:应该根据机床和刀具的刚度、加工余量多少而定。除留给下道工序的余量外,其余的粗铣余量尽可能一次切除,以使走刀次数最少、提高生产效率;当粗铣余量太大或工艺系统刚性较差时,则其加工余量应分两次或数次走刀后切除。当切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等加工硬化严重的材料时,应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度,以防刀尖过早磨损。一般立铣刀粗铣时,背吃刀量以不超过铣刀半径为原则,但一般不超过7mm; 半精铣时,背吃刀量取为0.5~1mm; 精铣时,背吃刀量取为0.05~ 0.3mm。端铣刀粗铣时,背吃刀量一般为2~5mm;精铣时,背吃刀量取为0.1~0.5mm。

b) 进给量f的选择:进给量是数控铣床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙要求、以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。当工件的品质要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给量。一般在100~200mm/min 范围内选取。当加工精度和表面粗糙度要求高时,进给量应选小些,一般在20~50mm/min范围内选取。生产实际中多采用查表法、经验法确定合理的进给量。粗加工时,根据工件材料、铣刀直径、已确定的背吃刀量来选择进给量。半精加工和精加工时,则按加工表面粗糙度要求,根据工件材料,切削速度来选择进给量。

c) 切削速度Vc的选择:铣削中主轴转速的确定就是通过确定切削速度来得到的。生产中经常根据实践经验和有关手册资料选取切削速度,然后算出主轴转速。选择切削速度的一般原则是:粗铣时,ap和f较大,故选择较低的Vc;精铣时,ap和f均较小,故选择较高的Vc。工件材料强度、硬度高时,应选较低的Vc。刀具材料的切削性能愈好,切削速度也选得愈高。主轴转速的计算公式为:

n=1000Vc/πD

式中:Vc为切削速度(m/min),由刀具的耐用度决定;n为主轴转速(r/min);D为铣刀直径(mm)。

根据加工材料不同以及所用刀具直径不同,现以高速钢立铣刀为例将铣削的进给速度和主轴转速总结如表1所示。

3 总结

随着数控机床的普及,CAD/CAM技术得到了越来越多的应用,这也就使得刀具的选择和切削用量更多地是在人机交互状态下即时确定的。因此,数控编程人员必须掌握刀具和切削用量选择的基本方法和原则,这对于保证零件加工的品质和生产效率,发挥数控铣床的优越性具有重大的意义。

参考文献

[1]朱淑萍.机械加工工艺及装备[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]李斌.数控加工技术[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]徐衡.FANUC系统数控铣床和加工中心培训教程[M].北京:化学工业出版社,2006.

[4]王维.数控加工工艺及编程[M].北京:机械工业出版社,2001.

数控加工刀具及切削参数的选用 篇6

数控机床的主轴输出功率较大, 主轴转速及范围比普通机床要高得多, 与传统加工方法相比, 对数控加工的刀具有更高的要求, 要求刀具的精度、强度、刚性和耐用度比普通机床的刀具更高, 并且在尺寸方面要求具有较好的稳定性, 同时便于安装调整。而且CAD/CAM软件的应用越来越广泛, 这些软件一般提供自动编程功能, 在软件使用过程中, 会有一些工艺规划问题要求预先设定好, 如选择合适的刀具、规划加工路径、设置切削用量等。在与数控加工有关的参数设置好之后, CAD/CAM软件就可以自动生成NC程序。在编程时, 编程人员要充分考虑不同零件数控加工的特点, 根据刀具选择和切削用量确定的基本原则, 才能合理选择数控刀具, 提高加工效率。因此, 数控刀具也必须结构合理、几何参数标准化、系列化, 零件加工时才便于根据其几何形状、材料以及夹具进行选用, 并且要考虑机床的刚性。

1 常用刀具的种类及性能

数控刀具可以按照多种分类方式。从结构方面对数控刀具分类, 可分为整体式、镶嵌式、减振式、内冷式和特殊型式等;从制造刀具所用的材料方面分类, 可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具等, 其中, 金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性;从切削工艺方面可分为车削刀具、钻削刀具、镗削刀具、铣削刀具以及特殊型刀具等。

刀具材料应具备高硬度、高韧性、高耐磨性、高耐热性以及良好的工艺性, 即:刀具材料的硬度高于工件的硬度;刀具有足够的韧性承受切削力、振动和冲击;刀具能够有效地抵抗磨损;在高温下, 刀具材料能够保持硬度、耐磨性、强度和韧性;为便于刀具制造, 刀具材料需具有良好热加工性能和机械加工性能[1]。

2 刀具的选用

数控机床的具有高速、高效和高度自动化等特性, 为充分发挥数控机床的这些性能, 数控刀具应与之相适应, 一般包括通用刀具和通用连接刀柄两个部分, 为便于将刀具联接并装在机床动力头上, 刀柄已逐渐标准化和系列化。

1) 根据零件材料的切削性能选择刀具。如材料为45钢的零件, 可以用普通刀具加工;不锈钢、高强度钢、钛合金等材料的零件, 可以用硬质合金刀具加工, 其耐磨性较好。

2) 根据零件的加工阶段选择刀具。数控加工一般可以分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。每个加工阶段, 对刀具都有不同的要求:粗加工阶段主要是为了切除较多的材料, 切削用量较大, 选择的刀具必须刚性较好, 对精度的要求较低;半精加工主要为精加工作准备, 切削用量不能大, 如准备加工工艺基准, 精加工主要完成重要表面的加工, 切削用量很小, 为保证加工精度和质量, 必须选择高耐用度和高精度的刀具。

3) 根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。为减少被加工零件的变形, 切削薄壁、超薄壁零件时, 切削力不能过大, 选择的铣刀主偏角要小, 这样能减小其径向切削力;加工铝、铜等较软材料的零件时, 选择的立铣刀的前角应稍大一些, 不要超过4齿;根据零件结构, 所选用的刀具尽可能直径大、长径比小。

4) 刀具的尺寸与工件的表面尺寸相适应。如加工平面零件的周边轮廓时, 选用立铣刀;选用硬质合金刀片铣刀铣削平面。

合理安排刀具的顺序, 可以减少辅助时间的占用, 提高效率。应遵循以下原则安排刀具的排列顺序:尽量减少刀具的数量;分开使用粗精加工的刀具;装夹换刀要在一把刀具完成其所能进行的全部加工步骤后再进行;先铣后钻;先精加工曲面, 后精加工二维轮廓;充分利用数控机床的自动换刀功能提高生产效率[2]。

3 数控加工切削用量的确定

切削用量对于加工效率、刀具磨损、加工质量和加工成本都会有显著影响。切削用量包括切削速度、背吃刀量及进给速度等, 不同的加工方法选用不同的切削用量。按照以下的原则设置切削用量:在以提高生产率为主的粗加工阶段, 首先背吃刀量尽可能选取大的, 其次尽可能大的选取进给量, 其主要受到机床动力和刚性的限制, 最后确定最佳的切削速度, 这需要以刀具耐用度为依据;在以保证加工质量为主的半精加工和精加工阶段, 同时考虑到切削效率、经济性和加工成本, 首先设置背吃刀量, 这要根据粗加工后的余量进行;其次选取的进给量要较小, 可以根据已加工表面的粗糙度要求设置;最后选取较高的切削速度, 这需要以保证刀具的耐用度为前提[3]。

从刀具的耐用度出发, 切削用量的选择顺序是:先确定背吃刀量, 其次确定进给量, 最后确定切削速度。这些参数需要以机床性能、切削用量手册为依据, 并结合经验来设置。另外, 要形成最佳切削用量, 还需要主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应。

1) 在机床、工件和刀具刚度允许条件下, 为减少走刀次数, 提高生产效率, 要尽可能使背吃刀量和加工余量相等;一般精加工余量为0.2~0.5 mm, 这样可以保证零件的加工精度和表面粗糙度。

2) 数控加工中, 切削宽度L的取值范围一般为 (0.6~0.9) d, L与刀具直径d成正比, 与切削深度成反比。

3) 切削速度主要取决于刀具耐用度, 与加工材料也关系紧密。

4) 主轴转速一般根据切削速度来选定。

5) 在设置进给速度时, 需要综合考虑刀具、工件材料、加工精度以及表面粗糙度要求等。为提高生产效率, 当能够保证工件质量时, 可选择较高的进给速度, 一般为100~200 mm/min;选择较低的进给速度进行刀断、深孔加工, 一般为20~50 mm/min;表面粗糙度、加工精度要求高时, 一般选取20~50 mm/min的进给速度。

在数控加工过程中, 为充分发挥数控机床的性能, 并保证零件的加工质量、提高生产效率, 应根据刀具及切削参数选用原则, 合理选择数控加工刀具结构、刀具材料、刀具几何参数和切削用量。

参考文献

[1]刘党生.金属切削原理与刀具[M].北京:北京理工大学出版社, 2009:46.

[2]吴明友.数控加工技术[M].北京:机械工业出版社, 2008:60.

数控机床及刀具系统 篇7

多轴联动数控数控机床特别是五轴联动数控机床是加工复杂零件的高效、高质量的重要制造装备, 代表着一个国家机械制造业数控技术发展的水平[1]。对于复杂曲面零件存在着空间几何构型复杂的特点, 因此在数控 (NC) 程序的编制方面, 就会因为刀具空间点位的复杂性而导致程序编制的难度大, 验证程序也更费时。NC程序是数控加工的关键, 数控程序的准确性直接影响着被加工零件的精度和表面质量。为实现多轴加工, 有必要在零件实际加工之前进行加工仿真, 来验证NC程序的正确性。同时, 进行刀具轨迹的优化, 以提高加工效率。VERICUT软件广泛应用于多轴数控加工仿真, 在虚拟加工环境下仿真加工过程, 使零件加工之前就能够得到一个有效的加工预测结果。文中以Hermle C42U五轴联动数控机床为原型, 采用海德汉数控系统, 对整体叶轮进行数控加工仿真, 用以验证NC程序的准确性, 同时验证提出的刀具轨迹优化算法的有效性。

1 刀具轨迹优化算法

在目前国内外的研究中, 用于加工曲面的刀具轨迹生成方法主要有如下三种。

1) 等参数线法

等参数线法是一种最常用的刀具轨迹生成算法, 这种方法的最大优点是算法简单, 但参数线受两相邻刀具轨迹之间最大残留高度限制, 得到的刀具轨迹疏密不均, 加工效率较低。

2) 等距偏置法

等距偏置法是求边界曲线的等距离曲线作为刀触点轨迹, 在整体叶轮的加工中, 其边界曲线就是叶片与轮毂表面的交线, 从边界曲线开始逐行地加工叶轮叶片的表面。刀具轨迹的间距只能根据最大残留高度决定, 加工效率比较低。

3) 等残留高度法

等残留高度法则是通过控制相邻轨迹间的距离使得轨迹间的残留高度不变, 从而在已知一条加工轨迹、刀具半径和允许残留高度的前提下, 计算出下一条刀具轨迹。这种方法考虑了曲面形态的不同, 使轨迹间的残留高度不超过限定值, 提高了加工效率。但该方法的缺点是刀轨分布不均匀。

1.1 改进的等距偏置法

等距偏置法虽然保证了刀具轨迹线在几何空间内的间距相等, 但一般情况下在不同位置处的残留高度并不相等, 其间距由最大残留高度决定, 因而加工效率比较低。而等残留高度法则是考虑了曲面形态及刀具半径的因素, 使轨迹间的残留高度达到最大, 提高了加工效率。若是将两种方法进行结合, 在等距偏置法的基础上, 通过控制刀具轨迹的行距, 保证相邻刀具轨迹之间的残留高度维持在一定的范围内。本文中的算法示例将残留高度的范围维持在0.004~0.005之间。这样既可以保证刀具轨迹在空间当中的分布较为均匀, 同时又保留了等残留高度法生成的刀具轨迹加工效率较高的优点。

1.1.1 刀具轨迹曲线的计算

对于等距偏置法的实现, 实际上是要建立空间中等距曲线的数学模型并进行公式推导。

设P (u) = (x (u) , y (u) ) 是一条曲线的方程, 则这条曲线的等距曲线H (u) 的方程为:

其中, N (u) 是曲线P (u) 在 (x (u) , y (u) ) 处的单位法矢量, R是刀具半径。

通过公式的推导, 最终可以得到等距曲线H (u) 的表示形式为:

1.1.2 走刀行距的计算

实现改进的等距偏置法的关键在于控制走刀的行距。走刀行距是指两相邻刀具轨迹之间的距离, 其大小是影响曲面加工的表面粗糙度和效率的重要因素。行距过小将使加工时间成倍增加, 过大则表面残留高度增大。所以走刀行距既要考虑表面粗糙度, 又要考虑生产效率, 是曲面加工计算的一个重要问题。残留高度在一定范围的情况下, 行距由法曲率半径和刀具半径决定。实际上, 过曲面的给定点且垂直于已知刀触点轨迹的曲线有无数条, 所求的下一条刀触点轨迹应该是曲面上与上一条刀触点轨迹距离最短的一条[7]。通过计算出的刀触点轨迹应用公式 (2) 计算出刀具轨迹。合理的走刀行距应是在满足给定的残留高度范围内的最大行距。

走刀行距计算公式为[8]:

其中, 其中L是走刀行距, h是残留高度, R是刀具半径, k0是法曲率半径, 如果被加工曲面为凸曲面, 则k0取正值, 如果被加工曲面为凹曲面, 则k0取负值。

通过控制走刀的行距, 就可以控制两相邻刀具轨迹之间的残留高度。使残留高度维持在一定的范围内, 在满足这一条件的同时尽可能地增大行距, 达到提高加工效率的目的。

1.1.3 改进的等距偏置法的算法流程及实现

改进的等距偏置法的算法流程如图1所示。

结合SIEMENS NX二次开发平台, 通过在Visual C++中用C语言实现改进的等距偏置法的编程, 将其嵌入到SIEMENS NX系统中, 如图2和图3所示。

通过嵌入的改进的等距偏置算法, 在叶片精加工的参数设置时, 切削层参数对话框中增加了一个“残留高度范围”选项, 单击“残留高度范围”按钮, 会弹出“残留高度范围”对话框, 可以设置其范围, 以及设置刀具半径值。

1.2 基于SIEMENS NX的刀具轨迹规划

首先是通过SIEMENS NX软件的建模功能建立整体叶轮的三维模型, 如图4所示。

然后进入数控加工模块。在加工模块中, 首先要确定数控加工的程序零点, 根据叶轮模型确定毛坯的几何模型, 确定工艺过程。工艺过程分为以下四步:

1) 三轴插铣, 应用插铣的目的是为了高效率地去除材料;

2) 在第一步的基础上进行五轴型腔铣, 达到一定的精度, 为后面的精加工打下基础;

3) 叶片精加工;

4) 轮毂表面的精加工。

对于每一步加工, 需要设置参数, 然后生成刀具轨迹。图5为第一步插铣加工的刀具轨迹, 图6为第三步叶片精加工的刀具轨迹, 图7为第四步轮毂表面精加工的刀具轨迹。

通过改进的等距偏置法生成的刀具轨迹, 与等距偏置法生成的刀具轨迹对比如图8和图9所示。

生成刀具轨迹之后, 应用Heidenhain i TNC530 (海德汉) 系统的后处理器在SIEMENS NX中进行后处理, 生成数控加工程序, 如图5~图7所示。

2 基于VERICUT的数控加工仿真

基于VERICUT的数控加工仿真的流程, 如图10所示。

2.1 Hermle C42U数控机床的调用

Hermle C42U是双转台五轴联动数控机床, 除了X轴、Y轴、Z轴三个坐标轴以外, 还有两个旋转轴A轴和C轴。其中A轴可以绕X轴进行-30°~120°的摆动, C轴可以绕Z轴实现360°的旋转。

VERICUT软件中有机床库及其相对应的控制系统库, 从库中调用Hermle C42U五轴联动数控机床的模型、加载海德汉控制系统, 导入的机床模型如图11所示。

2.2 建立VERICUT组件树

VERICUT组件树的建立实际上代表了仿真之前的所有步骤, 通过加载数控机床控制系统, 机床装配以及加载STL格式的夹具和毛坯之后, 还需要建立数控程序零点、建立刀具库和加载数控程序。

建立程序零点分为两步, 第一步是建立一个机床坐标系MCS, 在组件树的坐标系统选项中, 新建一个坐标系, 命名为MCS, 然后加载坐标系到Stock (毛坯) 。第二步是进行G代码偏置的设置, 选择偏置名为程序零点选项, 然后选择从Spindle (主轴) 到坐标原点MCS定位。

刀具库可以根据零件加工的需要去建立, 整体叶轮的加工需要插铣粗加工, 开槽粗加工, 叶片和轮毂精加工一共三把刀具。其中插铣工序用平底立铣刀, 开槽粗加工用球头铣刀, 叶片和轮毂的精加工应用带有锥角的球头铣刀。最终建立的刀具库如图12所示。

加载由SIEMENS NX生成的数控程序, 通过在VERICUT中设置机床的行程极限和建立数控程序零点, 确定了零件加工的相对坐标系相对于机床绝对坐标系的位置, 相当于完成了对刀的过程, VERICUT组件树的建立如图13所示。

2.3 仿真结果

VERICUT软件能对NC程序的正确性做出验证, 检查干涉、过切、碰撞和超程等问题, 实现对加工过程正确性的评估及优化[5]。仿真后的结果如图14所示。

3 结束语

多轴数控加工复杂曲面, 具有机床运动复杂、数控程序编制复杂的特点。实际生产中, 要先进行仿真加工来验证NC程序的准确性。在SIEMENS NX嵌入了改进的等距偏置法, 该算法既保证了表面质量又提高了加工效率。在加工仿真的过程中, VERICUT软件会对加工过程中的干涉碰撞等问题进行评估, 以指导设计者对NC程序出现的问题进行修正。

参考文献

[1]郭宏伟, 蔡安江, 等.基于VERICUT的多轴联动数控加工仿真[J].机床与液压, 2011, 39 (17) :113-115.

[2]王爱云.虚拟制造技术研究现状及展望[J].矿山机械, 2007, 35 (12) :148-150.

[3]燕杰春.基于UG和Vericut软件平台的多轴数控加工编程与仿真加工研究[J].制造业自动化, 2012, 34 (2) :41-43.

[4]徐刚.基于VERICUT的多轴机床加工仿真研究[J].制造技术与机床, 2011, 2:33-36.

[5]吕东迪, 乔垒, 等.五轴数控加工仿真研究[J].现代机械, 2012, 1:6-7, 67.

[6]Piegl L A, Tiller W.Computing offsets of NURBS curves and surfaces[J].Computer-Aided Design 1999, 31 (2) :147-156.

[7]Eungki Lee.Contour offset approach to spiral tool path generation with constant scallop height[J].ComputerAided Design 2003 (35) :511-518.

数控机床及刀具系统 篇8

关键词:补偿功能,对刀原理,分析

对刀一直是数控加工的一项重要内容, 对刀的精确性有利于零件位置精度的提高。加工中心的广泛使用, 使得加工所用刀具数量逐渐增多, 数控系统建立工件坐标系指令的数量不能满足经常性的换刀数量, 补偿功能在此发挥了重要作用, 同时有助于能提高加工效率。

1 对刀方式

对刀的目的是建立刀具在加工零件时的起点, 也就是工件坐标系。我们常用的对刀方式有试切法对刀、对刀仪对刀、寻边器和Z向设定器对刀, 刀具预调仪对刀等。但是其基本原理都是一致。铣削类机床对刀过程中, 通过刀具在各轴上与工件各方向上的边或面进行接触, 来获得编程时的起点位置, 但是这个起点表现在刀具上不是刀具与工件的接触点, 而是刀具的中心, 也就是刀具的刀尖。在加工中, 需求刀具较多的情况下, 每把刀具都对刀会增大加工误差, 位置精度会受到很大的影响, 因此, 我们通常采用只是对一把刀具进行机床上的对刀, 其它刀具则在机外完成对刀内容, 在编程中采用补偿功能来实现每把刀具的正确加工使用。

2 补偿功能

镗铣类数控机床具备的补偿功能有半径补偿和长度补偿。加工方式和加工尺寸不同, 使用的刀具也不同, 主要表现在半径和长度上。

2.1 半径补偿功能

我们采用两把不同尺寸的立铣刀来进行对刀, 对刀中, 以立方体零件的上表面的左下角建立工件坐标系。采用T01为φ12刀具, T02为φ20刀具, 可以明显的看到, 两把刀具的尺寸是不等的。用这两把刀具分别进行对刀, 获得T01刀具的对刀数据:机床显示坐标X-168.650, Y-315.992, Z-453.650, 获得T02刀具的对刀数据:机床显示坐标X-164.650, Y-319.992, Z-363.650, 在对刀中各方向上同时使用了0.35mm的塞尺, 由这两组数据可以看到, 两把刀具在X向和Y向上正好相差4mm, 即两刀具半径差。由此可见, 刀具半径不管多大, 我们在对刀时只需要对一把标准刀具进行对刀, 就可以获得其他刀具在X向Y向的零点位置, 它们在零件上表现为同一点, 而且误差不变, 在数控编程中, 只需要用半径补偿功能来实现半径补偿就可以正确的加工了。

2.2 长度补偿功能

长度补偿功能表现在刀具长度上的变化。刀具半径不同, 长度不同, 因此体现在机床上的位置也不同。图1是所用对刀刀具尺寸参数。从图1中可以看到, 两把刀具的长度不等, 在机床上显示的坐标也不同, 获得T01刀具的对刀数据:机床显示坐标Z-453.650, 获得T02刀具的对刀数据:机床显示坐标Z-363.650, 两刀具在位置上相差90mm。在机外对刀中, 测量获得两把刀具长度, 1号刀具长度是80mm, 2号刀具长度是170mm, 正好与对刀位置的差值一致。由此可见, 对刀时, 只需要对一把标准刀具进行对刀即可实现Z向的对刀, 其它刀具的使用只要使用长度补偿即可实现该刀具的Z向位置的确定。

3 对刀原理分析

在对刀中, 我们在XYZ三个方向上进行了确定刀具中心在工件上的位置。在XY平面中, 表现出来刀具底平面与XY平面在同一平面中, 切削时, 正好是刀具中心与工件轮廓偏离一个刀具半径值时能够加工出正确的轮廓, 由此可见, 刀具半径补偿体现在平面上。刀具下刀距离的正确性则表现在Z轴上, 因此, 刀具长度补偿的应用体现了Z轴上的变化。从刀具的安装上来看, 如图2, 刀具中心线与主轴中心线重合, 刀具的横截面与主轴的端面平行。在确定数控机床坐标轴时, 以主轴中心线为Z轴。结合对刀过程, 我们可以看到, 对刀过程实际上是主轴中心在工件XY平面上的位置体现, 在Z轴上是主轴端面在工件表面的体现。在XY轴正向对刀时, 所得到的主轴中心的坐标是:XO=X刀具+R刀具, YO=Y刀具+R刀具, ZO=Z刀具+L刀具。

综上分析, 数控系统中的刀具半径补偿和刀具长度补偿功能是为了满足主轴端面中心在工件上的具体位置体现而设计, 也就是说数控系统默认的标准刀具是主轴端面中心, 该刀具的半径是零, 刀具的长度是零。在加工中, 用这把标准刀具不易确定在工件上的起点位置, 因此需要使用其它的对刀工具来实现该位置的测量。

参考文献

[1]朴成道, 沈文豪, 尹凤哲, 等.对刀仪在数控车床上的应用[J].机床与液压, 2014 (4) .

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